在近期举行的第十期“上证·院士说”活动上，中国工程院院士、华东理工大学教授汪华林接受了上海证券报记者专访。采访中，他从旋流器里的微观运动谈到碳污协同的系统治理，还展望了氢能、生物质能等赛道中蕴藏的巨大市场潜力。
师法自然：
从旋流自转现象到工程奇迹的跨越
“旋流器的诞生，是对自然最虔诚的模仿。”汪华林谈及研究起点时表示，海洋河流旋涡、龙卷风等都是自然的旋流场，这些自然旋流具有强大的旋转力和吸力，对周围的物体产生影响。旋流器的发明就是学习了这种自然现象，将旋转流场缩小到设备中，利用流体旋转流动产生离心力，实现不同密度或者不同粒径物质的分离。
汪华林团队发现了旋流器内颗粒自转、自公转耦合诱导界面振荡现象，并基于新的现象建立了乳化态、胶体态、离子分子态污染物旋流自转分离工程技术，实现颗粒旋流自转和振荡从现象发现到工程应用的突破。
汪华林说，基于这一发现构建的旋流自转分离技术，成了工业碳污减排的“多面手”：在全国汽柴煤油品质量升级重点工程中，突破湍流扩散的限制，将旋流分离精度从微米级提升至离子分子级，实现硫污染源头减排；在国家“川气东输”骨干气源工程里，开拓了高酸天然气旋流减污降碳新领域，打破了国外技术垄断；在海上油气开采平台，它紧凑的结构适配狭小空间，突破了海上平台深度降压增产挖潜的环保难题，取消了破乳剂的使用。
在中石化、中石油、中国神华等企业的支持下，旋流碳污减排技术已服务全国27个省区市的200余个化工装置，以及共建“一带一路”的4个国家的10余套大型设备。
协同之道：
原料、燃料、工艺替代的破局逻辑
谈及碳污协同减排与资源化未来之路时，汪华林表示，“我们是否可以生活在一个去化石燃料的世界”“是否所有材料都能回收再利用”是21世纪必须回答或解决的两个重大科学问题。这两个问题都涉及“原料、燃料、工艺替代”，也是我国实现“双碳”目标的关键路径。以碳污排放“大户”石化行业为例，这三条路径的实施逻辑已清晰可见。
原料替代是从源头断碳的关键。汪华林介绍，以废塑料为例，通过催化转化与旋流分离技术结合，可将其转化为化工原料，既减少“白色污染”，又降低对原油的依赖。在长三角某化工园区，这项技术让塑料废弃物的资源化率从30%提高至80%，年减碳达5万吨。
燃料替代则直击能源端的碳污痛点。“高温高负荷电加热替代燃煤，废水制绿氢替代化石燃料制灰氢，就像给工厂换上‘零碳心脏’。”汪华林表示，他的团队研发的“废水旋流压电直接制氢技术”，可利用工业废水的动能与材料的压电效应直接产氢，既可解决废水污染环境的问题，同时可提供清洁低碳的可再生能源。
工艺替代追求全流程的绿色再造。“亿吨级油气田、千万吨级炼油、百万吨级乙烯装置，都要努力实现‘废气不上天，废水不外排，废渣不落地’。”汪华林介绍，他们为某炼油厂设计的“旋流耦合微通道分离”的物理法石化废水处理工艺，让废水回用率从60%提至95%，同时减少碳排放12%，完美诠释了“工艺升级即减排”的逻辑。
“替代不是简单替换，而是系统重构。”汪华林强调，这正是碳污协同治理的深层逻辑。
万亿赛道：
氢能与生物质能的机遇与突破
“新能源赛道的潜力，不在替代而在创造——创造新的产业形态、新的经济增长点。”汪华林谈及氢能与生物质能时，语气中充满期待。在他看来，这两大领域不是对传统能源的补充，而是能撑起万亿市场的“主角”。
我国虽是全球最大制氢国，年产约3000万吨，但96%是高碳的“灰氢”，“绿氢”的技术与产业短板明显。汪华林认为：“氢能的未来要抓三个关键词：规模化、绿色化、融合化。”在制氢端，废水制氢、垃圾制氢、废弃生物质制氢等技术将污染物变为“氢源”，降低绿氢成本；在储氢端，高压储氢、氢风险感知技术正在破解安全与密度难题；在用氢端，绿氢入化、氢炼钢、氢交通等场景加速落地。
生物质能的爆发力藏在“变废为宝”的魔法中。我国每年有8亿吨农业废弃物、大量的畜禽粪便，这些曾被视作负担的废弃生物质，在汪华林眼中是具有高价值的“液态阳光石油”。据介绍，秸秆热解制汽柴航油较传统石油可实现温室气体减排66%；地沟油加氢制生物航煤，已在镇海炼化10万吨项目中实现商业化。
但生物质能的全面推广仍需突破瓶颈。汪华林坦言，生物航煤成本是传统航油的2.5倍，原料供应不稳定，专用储运设施缺失。他开出的“药方”包括三方面：政策上制定强制掺混目标，与国际接轨；产业链上构建“分步收集热解－集中提质”模式，降低运输成本；技术上突破木质纤维素制油瓶颈，让秸秆等低值原料派上用场。“全球生物燃料替代趋势已不可逆，我国20多亿吨/年的生物质制油潜力，足以撑起一个万亿级市场。”汪华林说。
除了氢能与生物质能，汪华林还看好CCUS（碳捕获、利用与封存）的前景。汪华林说：“CCUS是碳中和的托底保障，核心在于怎么降低能耗与成本。”他的团队研发的“旋流振荡碳捕集与再生工艺”，让碳捕集成本降至180元/吨，设备占地减少40%，为CCUS的规模化应用提供了基础保障。
